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Programmazione Biennale di Scienze integrate FisicaClasse 1^ - 2^ settore tecnologico
Indirizzo CAT – Elettronica ed elettrotecnica – Informatica e telecomunicazioni
Sezione 1 - Progettazione MacroCompetenze come disciplina responsabile Abilità Conoscenze dell’asse Conoscenze della
disciplina
S2
Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza
Analizzare situazioni di equilibrio statico individuando le forze e i momenti applicati.
Riconoscere e spiegare la conservazione dell’energia, della quantità di moto e del momento angolare in varie situazioni della vita quotidiana.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli apparecchi domestici, tenendo conto della loro potenza e valutandone il corretto utilizzo per il risparmio energetico.
Equilibrio in meccanica: forza, momento di una forza e di una coppia di forze, pressione.
Energia, lavoro e potenza;attrito e resistenza del mezzo.
Conservazione dell’energia meccanica e della quantità di moto di un sistema isolato.
Corrente elettrica; elementi attivi e passivi di un circuito elettrico; potenza elettrica; effetto Joule.
Competenze come disciplina concorrente Abilità Conoscenze
L3Padronanza della lingua italiana: produrre testi di vario tipo in relazione ai diversi scopi comunicativi.
Seguire uno schema fisso di elaborazione.
Ricercare, acquisire e selezionare informazioni generali e specifiche in funzione della produzione di testi scritti di vario tipo.
Relazioni di laboratorio
M3 Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi.
Progettare un percorso risolutivo strutturato in tappe.
Formalizzare il percorso di soluzione di un problema attraverso modelli algebrici e grafici.
Convalidare i risultati conseguiti sia empiricamente, sia mediante argomentazioni.
Tradurre dal linguaggio naturale al linguaggio algebrico e viceversa.
Tecniche risolutive di un problema che utilizzano frazioni, proporzioni, percentuali, formule geometriche, equazioni di primo grado.
Competenze come disciplina concorrente Abilità Conoscenze
M4
Analizzare dati e interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi anche con l’ausilio di rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti di calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico.
Raccogliere, organizzare e rappresentare un insieme di dati.
Rappresentare classi di dati mediante istogrammi e diagrammi a torta.
Leggere e interpretare tabelle e grafici in termini di corrispondenze tra elementi di due insiemi.
Riconoscere una relazione tra variabili, in termini di proporzionalità diretta o inversa e formalizzarla attraverso una funzione matematica.
Rappresentare nel piano cartesiano il grafico di una funzione.
Valutare l’ordine di grandezza di un risultato.
Eleborare e gestire semplici calcoli attraverso un foglio elettronico.
Elaborare e gestire un foglio elettronico per rappresentare in forma grafica i risultati dei calcoli eseguiti.
Descrivere le modalità di trasmissione dell’energia termica e calcolare la quantità di calore trasmesso da un corpo.
Realizzare semplici circuiti in corrente continua con collegamenti in serie e in parallelo ed effettuare misure delle grandezze fisiche caratterizzanti.
Calcolare la forza che agisce su una particella carica in moto in un campo elettrico e/o magnetico e disegnarne la traiettoria.
Ricavare e disegnare l’immagine di una sorgente luminosa applicando le regole dell’ottica geometrica.
Grandezze fisiche e loro dimensioni, unità di misura del Sistema Internazionale; notazione scientifica e cifre significative.
Equilibrio in meccanica: forza, momento di una forza e di una coppia di forze, pressione.
Campo gravitazionale, accelerazione di gravità, massa gravitazionale, forza peso.
Moti del punto materiale; leggi della dinamica; massa inerziale; impulso e quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento di inerzia e momento angolare.
Leggi di Ohm.
Temperatura, energia interna, calore. Stati della materia e cambiamenti di stato.
Soluzione di circuiti con resistenze e capacità in serie e in parallelo.
Campo magnetico: interazioni tra magneti , tra correnti e magneti, tra correnti elettriche; forza di Lorentz.
Ottica geometrica: riflessione e rifrazione.
Competenze come disciplina concorrente Abilità Conoscenze
S1
Osservare, descrivere, analizzare, fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità.
Analizzare situazioni di equilibrio statico individuando le forze e i momenti applicati.
Applicare la grandezza fisica pressione a solidi, liquidi e gas.
Descrivere situazioni di moti in sistemi inerziali e non inerziali, distinguendo le forze apparenti da quelle attribuibili a interazioni.
Riconoscere e spiegare la conservazione dell’energia, della quantità di moto e del momento angolare in varie situazioni della vita quotidiana.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli apparecchi domestici, tenendo conto della loro potenza e valutandone il corretto utilizzo per il risparmio energetico.
Descrivere le modalità di trasmissione dell’energia termica e calcolare la quantità di calore trasmessa a un corpo.
Applicare il concetto di ciclo termodinamico per spiegare il funzionamento del motore a scoppio.
Confrontare il campo gravitazionale, elettrico e magnetico individuando analogie e differenze.
Spiegare il funzionamento di un resistore e di un condensatore in corrente continua e alternata.
Equilibrio in meccanica: forza, momento di una forza e di una coppia di forze, pressione.
Campo gravitazionale, accelerazione di gravità, massa gravitazionale, forza peso.
Moti del punto materiale; leggi della dinamica; massa inerziale; impulso e quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento di inerzia e momento angolare.
Energia, lavoro e potenza;attrito e resistenza del mezzo.
Corrente elettrica; elementi attivi e passivi di un circuito elettrico; potenza elettrica; effetto Joule.
Temperatura; energia interna; calore. Stati della materia e cambiamenti di stato.
Primo e secondo principio della termodinamica.
Carica elettrica; campo elettrico e fenomeni elettrostatici. Campo magnetico: interazioni tra magneti, tra corrente e magnete e tra correnti; forza di Lorentz.
Competenze come disciplina concorrente Abilità Conoscenze
S3
Essere consapevole delle potenzialità delle tecnologie rispetto al contesto culturale e sociale in cui vengono applicate.
Descrivere situazioni di moti in sistemi inerziali e non inerziali, distinguendo le forze apparenti da quelle attribuibili a interazioni.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli apparecchi domestici, tenendo conto della loro potenza e valutandone il corretto utilizzo per il risparmio energetico.
Campo gravitazionale, accelerazione di gravità, massa gravitazionale, forza peso (moto dei satelliti, satelliti geostazionari).
Potenza elettrica, effetto Joule.
Induzione e autoinduzione elettromagnetica. Onde elettromagnetiche e interazione con la materia.
Sezione 2: Processo di lavoro classe 1°n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti1 13
M3M4L3
La misura delle grandezze fisiche
Le grandezze fisiche.
La misura delle grandezze fisiche.
La misura di lunghezza.
La misura di massa.
La densità.
La notazione esponenziale e l’arrotondamento.
Le cifre significative.
L’incertezza di una misura.
L’incertezza di una serie di misure.
La propagazione degli errori.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Sapere cos’è una grandezza fisica.
Conoscere le grandezze fisiche fondamentali.
Sapere cos’è una grandezza fisica derivata.
Conoscere il significato di “misurare”.
Conoscere il concetto di massa.
Conoscere il concetto di densità.
Ricavare formule inverse.
Saper operare con le potenze del 10 per trasformare dei numeri in notazione scientifica.
Conoscere il significato di errore assoluto.
Interpretare la precisione di una misura.
Stabilire l’influenza degli errori iniziali su una grandezza derivata.
Svolgere semplici operazioni di misura e ricavare grandezze fisiche derivate quali aree, volumi, densità.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti
2 7 M3
M4
S1
S2
S3
L3
La rappresentazione di dati e fenomeni.
Le rappresentazioni di un fenomeno.
I grafici cartesiani.
Le grandezze direttamente proporzionali e la costante di proporzionalità diretta.
Le grandezze inversamente proporzionali e la costante di proporzionalità inversa.
Le grandezze in proporzionalità quadratica.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Saper rappresentare un grafico.
Riconoscere la proporzionalità diretta, inversa e quadratica tra due grandezze fisiche.
Completare una tabella in modo che due grandezze risultino in proporzionalità diretta, quadratica o inversa.
Conoscere il significato delle costanti di proporzionalità diretta e inversa. Saper risolvere le proporzioni.
3 10 S1
S2
S3
M3
M4
L3
Le grandezze vettoriali.
Gli spostamenti e i vettori.
Il calcolo vettoriale.
La scomposizione di un vettore nelle sue componenti.
Le forze.
Gli allungamenti elastici.
Le forze d’attrito.
La forza peso.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Saper rappresentare un vettore.
Saper sommare dei vettori.
Saper scomporre un vettore nelle sue componenti.
Conoscere la differenza tra massa e forza peso.
Conoscere la legge di Hooke.
Conoscere la forza d’attrito e saper valutare da cosa essa sia influenzata.
Ricavare la proporzionalità tra forza applicata a una molla e allungamento.
Ricavare la dipendenza della forza d’attrito dalla natura delle superfici a contatto a dalla forza premente.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti
4 10 M3
M4
S1
S3
L3
Equilibrio dei corpi solidi.
Concetto di equilibrio.
Equilibrio su un piano orizzontale e su un piano inclinato.
Equilibrio su un piano inclinato in presenza di attrito.
Il momento di una forza.
Le coppie di forze.
Le macchine semplici.
Il baricentro.
Equilibrio stabile, instabile e indifferente.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la definizione di equilibrio.
Sapere perché si introduce la reazione vincolare.
Analizzare, interpretare e calcolare le forze agenti su un corpo posto su un piano inclinato.
Conoscere il concetto di momento di una forza.
→ la bicicletta.
Sapere perché si introduce il momento di una coppia.
Conoscere l’equazione dei momenti.
Saper risolvere l’equazione dei momenti per le macchine semplici.
Conoscere il concetto di baricentro.
→ il baricentro del corpo umano.
Saper interpretare perché un corpo è in equilibrio.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti5 8 M3 L’equilibrio dei fluidi. Il concetto di pressione. Lezioni frontali e partecipate. Sapere perché si introduce la pressione.
M4
S1
L3
Il principio di Stevin.
Il principio di Pascal.
I vasi comunicanti.
La pressione atmosferica.
La spinta di Archimede.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere e saper applicare il principio di Stevin.
Conoscere e saper applicare il principio di Pascal.
→i freni idraulici.
→il sollevatore idraulico.
Interpretare il fenomeno dei vasi comunicanti.
Conoscere l’esperienza di Torricelli.
Sapere il valore della pressione atmosferica;.saper operare la conversione tra atmosfere e Pascal.
→ barometri e manometri.
Conoscere il principio di Archimede.
Interpretare il fenomeno del galleggiamento dei corpi nei fluidi.
→ sommergibili e aerostati.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti6 12 M3 Il moto rettilineo. Lo spazio percorso. Lezioni frontali e
partecipate.Sapere che lo spazio percorso è un vettore.
M4
S1
S3
L3
Il concetto di velocità media.
Il moto rettilineo uniforme.
Il concetto di accelerazione.
Il moto uniformemente accelerato.
Il moto di caduta dei gravi.
I grafici s-t e v-t.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la definizione di velocità e accelerazione media.
Descrivere il moto rettilineo uniforme.
Rappresentare un moto rettilineo uniforme.
Conoscere la legge oraria del moto rettilineo uniforme.
Descrivere un moto uniformemente accelerato.
Rappresentare un moto uniformemente accelerato.
Conoscere la legge oraria del moto uniformemente accelerato e la legge della velocità.
Saper risolvere semplici esercizi.
Interpretare e ricavare tutte le informazioni dai grafici s-t e v-t..
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate
7 10 M4
S1
Il moto nel piano. Il moto circolare uniforme.
La velocità angolare.
Il moto armonico.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la differenza la differenza tra vettore velocità e velocità angolare.
Sapere cos’è l’accelerazione centripeta.
Conoscere la definizione di periodo e di frequenza.
Saper ricavare il grafico di un moto armonico.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti8 15 M3 I principi della
dinamica.Il primo principio della dinamica.
Lezioni frontali e partecipate. Conoscere i principi della dinamica.
M4
S3
L3
→ l’esperienza di Galileo.
Il principio fondamentale della dinamica.
Il principio di azione e reazione.
La forza centripeta.
→ veicoli in curva.
La legge di gravitazione universale.
Il moto dei satelliti.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Saper applicare i principi della dinamica a semplici situazioni.
Conoscere l’esistenza della forza centripeta e centrifuga.
Conoscere la legge di gravitazione universale.
Sapere da cosa è influenzata la velocità di un satellite.
Ricavare il periodo di rivoluzione di un satellite.
Conoscere la particolarità dei satelliti geostazionari.
Sapere come funziona un GPS.
Saper verificare in laboratorio il secondo principio della dinamica.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
9 7 S1
S2
S3
Energia e lavoro. Il lavoro.
La potenza.
Il rendimento di una macchina.
L’energia cinetica.
Il teorema dell’energia cinetica.
L’energia potenziale gravitazionale.
Il trasferimento e le trasformazioni dell’energia.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere il concetto di lavoro.
Conoscere il concetto di potenza.
Sapere cos’è il rendimento di una macchina e da cosa è determinato.
Sapere a quali grandezze è legata l’energia cinetica.
Sapere a quali grandezze è legata l’energia potenziale gravitazionale. Comprendere che l’energia si trasferisce da un corpo all’altro e si trasforma da una forma all’altra.
Sezione 2: Processo di lavoro classe 2°n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere l’energia meccanica.
1 7 M3
S1
S2
S3
L3
I principi di conservazione.
L’energia meccanica.Il principio di conservazione dell’energia meccanica.
Quando l’energia meccanica non si conserva.
La quantità di moto.
La conservazione della quantità di moto. Urti elastici e anelatici.
L’impulso.
Il teorema dell’impulso.
La conservazione dell’energia nei fluidi-il teorema di Bernoulli.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere il principio di conservazione dell’energia meccanica.
Sapere quando il principio di conservazione dell’energia è valido.
Saper classificare un urto.
Conoscere il concetto di impulso.
Conoscere il teorema dell’impulso e sapere quando si può applicare.
Conoscere il teorema di Bernoulli.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti2 15 M3
M4
S1
Calore e temperatura. La misura della temperatura.
La dilatazione lineare e volumica.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Conoscere la costruzione della scala Celsius.
Conoscere la conversione tra scala Celsius e assoluta.
Conoscere e interpretare i fenomeni di dilatazione.
L3 → l’anomalia dell’acqua.
Capacità termica e calore specifico.
La legge della termologia.
L’equilibrio termico.
Il calorimetro.
I cambiamenti di stato.
Propagazione del calore.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere l’equazione della termologia.
Sapere cos’è l’equilibrio termico.
Sapere cos’è un calorimetro e saper spiegare a cosa serve.
Saper descrivere i cambiamenti di stato.
Conoscere come propaga il calore.
Saper risolvere situazioni problematiche.
Verificare in laboratorio la legge della dilatazione lineare.
Utilizzare in laboratorio la legge della termologia per determinare il calore specifico di sostanze.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti3 20 S1
S3
La termodinamica. Lo stato di un gas.
Le leggi dei gas.
Lo zero assoluto.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Sapere cos’è lo stato di un gas.
Conoscere le leggi dei gas.
Interpretare lo zero assoluto.
L’equazione caratteristica dei gas.
La teoria cinetica.
La pressione di un gas nel modelo cinetico.
La legge di Boltzmann.
L’energia interna di un gas ideale.
Le trasformazioni termodinamiche e il lavoro.
Il primo principio della termodinamica.
Il rendimento di una macchina termica.
Il ciclo di Carnot.
→ frigoriferi, condizionatori, pompe di calore.
Il motore a scoppio e quello diesel.
Il secondo principio della termodinamica.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Sapere le caratteristiche di un gas ideale.
Conoscere il concetto di energia interna.
Sapere che a ogni trasformazione termodinamica corrisponde un lavoro.
Conoscere e interpretare il primo principio della termodinamica.
Definire il rendimento di una macchina termica.
Descrivere un ciclo di Carnet e le sue applicazioni.
Conoscere il principio di funzionamento di un motore a scoppio e di un diesel.
Conoscere il secondo principio della termodinamica.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti4 5 M4 La luce. La propagazione della luce.
Riflessione.
Rifrazione.
Riflessione totale.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Conoscere l’ottica geometrica.
Saper ricavare e disegnare l’immagine di una sorgente luminosa.
Lenti e specchi. Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
5 6 M3
S1
S2
Fenomeni elettrostatici.
Le cariche elettriche.
La legge di Coulomb.
I condensatori.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la tipologia delle cariche elettriche e la classificazione dei materiali in conduttori e dielettrici.
Conoscere la forza elettrica.
Sapere cos’è un condensatore.
6 21 M3
M4
S1
S2
S3
L3
La corrente continua. Intensità di corrente.
La resistenza elettrica.
Collegamenti in serie e parallelo.
Condensatori in serie e parallelo.
Resistori in serie e parallelo.
Le leggi di Ohm.
La resistenza e la temperatura.
Amperometro, voltmetro e resistenza interna.
Effetto Joule.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere il concetto di resistenza elettrica.
Conoscere il verso della corrente elettrica reale e convenzionale.
Saper assemblare un circuito semplice con componenti in serie e in parallelo.
Saper risolvere un circuito con componenti in serie e parallelo.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti7 12 M3
M4
S1
L3
Il campo magnetico. Fenomeni magnetici.
Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente-esperienza di Oersted.
Intensità di campo
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Descrivere i fenomeni magnetici.
Conoscere e interpretare l’esperienza di Oersted.
Conoscere la legge di Faraday.
Conoscere le leggi di Biot e Savart.
Comprendere il comportamento del campo magnetico all’interno della materia.
magnetico-legge di Faraday.
Leggi di Biot e Savart.
Elettromagnete.
Campo magnetico nella materia-permeabilità magnetica.
Sostanze paramagnetiche, diamagnetiche e ferromagnetiche.
Interazioni tra correnti.
Legge di Lorentz.
Moto di una carica in un campo magnetico.
→ determinazione di e/m.
→ lo spettrometro di massa.
→ il selettore di velocità
Esperienze di laboratorio. Conoscere l’esperienza di Ampère.
Conoscere il comportamento di una carica all’interno di un campo magnetico.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie appropriate.
n. ore CD Titolo Attività docente Metodologia Prestazioni studenti8 12 M3
S1
S3
Iduzione elettromagnetica.
L’induzione elettrica.
Il vettore flusso di campo magnetico.
La legge di Faraday-Neumann-Lenz.
Induttanza e autoinduzione.
Lezioni frontali e partecipate.
Esercitazioni individuali e di gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere il fenomeno dell’induzione elettrica.
Conoscere la legge di Faraday-Neumann-Lenz.
Risolvere circuiti RL.
Risolvere circuiti RLC.
Conoscere composizione e utilizzo del trasformatore.
Il circuito RL.
Corrente alternata.
Circuito RLC.
Il trasformatore.
Le onde elettromagnetiche.
Comprendere cos’èun’onda elettromagnetica.
